Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет водного господарства та природокористування

Навчально-науковий інститут автоматики, кібернетики та обчислювальної техніки

Кафедра автоматизації, електротехнічних та комп'ютерно-інтегрованих технологій

Курсова робота

З дисципліни «Метрологія, технологічні вимірювання та прилади»

на тему: Вимірювання температури

Студента _2_ курсу АУТП-21_групи

Спеціальності «Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології»

Дудника Назара Ігоровича

Керівник: Матус С.К.

Рівне-2019р.

1. Побудова статичної характеристики термопари

Для градуювання і калібрування робочої термопари будують ідеальну статичну градуювальну характеристику. Статична характеристика термопари при температурі визначається рівнянням

де термоелектрорушійна сила (т.е.р.с.), мВ; чутливість перетворювача, температура гарячого спаю ; температура холодного спаю,

При

И,	Е, мВ
0	0
64	2,6208
128	5,2416
192	7,8624
256	10,4832
320	13,104

Рис.1. Градуювальна характеристика термопари

На рис.1 наведений вид градуювальної характеристики, побудований згідно рівняння /1/.

Згідно свого варіанту вибирають із табл. 1 робочу термопару. Для неї виписують т.е.р.с. при температурі . Визначають чутливість перетворювача і будують графік для температур , де максимальна робоча температура, взята із табл.1.

= 0,04095 ; мВ

Таблиця 1

Остання цифра шифру	Тип термо-перетворювача	Технологічний діапазон вимірювальних температур , C	Т.е.р.с. , мВ	, мВ
6	ТХА	0 - 320	4,095	+ 0,10

В табл.1 позначено: ТХА - термоперетворювач хромель-алюмелєвий відхилення т.е.р.с. еталонної термопари від т.е.р.с. робочої при максимальній температурі .

2. Градуювання термопари

калібрування термопара похибка обчислення

Для градуювання вибраної термопари використовують еталонний потенціометр постійного струму класу точності 0,05 і еталонний ртутний термометр згідно табл.2. Основні технічні характеристики ртутних термометрів для точних вимірювань наведені в табл.2.

Таблиця 2

Тип термометра	Діапазон вимірювань С	Ціна поділки шкали С	Похибка вимірювання С	Кількість термометрів
Тр - І	0 - 60	0,01	0,01	2
Тр - ІІ	55 - 155	0,02	0,02	1
Тр - ІІІ	140 - 300	0,05	0,05	1
Тр - ІV	300 - 500	0,1	0,1	1

Для градуювання термопари використовують схему установки, наведену на рис.2.

Рис.2. Схема установки для градуювання термоелектричних перетворювачів: 1 - реостат; 2 - амперметр; 3 - піч; 4 - робочий термоелектричний перетворювач (ТЕП); 5 - перемикач; 6 - термоелектродні провідники; 7 - посудина з льодом, який тане; 8 - штатив; 9 - еталонний ТЕП; 10 - металевий блок для вимірювання температури; 11 - еталонний ртутний термометр

Установка складається з електричної печі 3, зробленої з шамотної або фарфорової трубки довжиною 500 - 700 мм і внутрішнім діаметром 30 - 50 мм. Трубка розміщується в залізному кожусі, а простір між трубкою і кожухом заповнюється тепловою ізоляцією.

На трубку накладена обмотка з ніхрому (7 х 0,2) із щілиною між витками в середній її частині в 3 - 4 мм, по краях - в 2 - 3 мм. Між обмоткою і фарфоровою трубкою для ремонту печі є повітряний простір шириною 4 - 6 мм.

Зовні до корпусу печі наглухо прикріплений штатив 8 з кремальєрою, за допомогою якої запобіжний ковпачок термопари може бути виставлений по вісі печі. В зоні робочого температурного поля на ділянці 70 - 80 мм температура вздовж печі не повинна змінюватися більше, ніж на град. В обмотку печі включають амперметр 2 і реостат 1, що служить для регулювання нагрівання печі. Термопара градуюється по еталонному термометру, покази якого приймають за дійсні значення температури печі. Градуювання виконують при температурах

/2/

де

Ці температури виставляють по черзі на шкалі реостату. На протязі всього процесу вимірювання еталонний термометр в посудині Дюара повинен показувати (температуру танення льоду). Момент зняття показів визначають візуально по еталонному ртутному термометру. Покази знімають після припинення змін показів термометра з витримкою на час 5 хв. Для подальшого виконання курсової роботи експериментальні дані п'яти вимірювань умовно замінюють розрахунковими даними які визначають за формулою

/3/

де попереднє значення температури; поправка до температури, яку беруть з табл.3 для свого варіанту. В подальшому температури будемо вважати дійсними значеннями температури в печі, як би визначеними за показами еталонного ртутного термометра. З побудованого графіка (рис.1) визначають т.е.р.с. для температур . Після цього заповнюють табл.4.

0,0409566=2,7027 мВ

0,04095132=5,4054 мВ

0,04095198=8,1081 мВ

0,04095264=10,8108 мВ

330=13,5125 мВ

Таблиця 3

Остання цифра суми двох останніх цифр шифру	Поправки до температур, С
0	2	4	6	8	10

Таблиця 4

№ п/п	Дійсні значення температури .	Т.е.р.с. робочої тармопари
1.	66	2,703
2.	132	5,405
3.	198	8,108
4.	264	10,811
5.	330	13,514

Отримані т.е.р.с. вважають такими, що зняті експериментально за показами еталонного потенціометра постійного струму класу 0,05. За даними табл.4 будують графік .

Иi,	Еi, мВ
0	0
66	2,703
132	5,405
198	8,108
264	10,811
330	13,514

Рис.2. Градуювальний графік робочої термопари

Потім виконують повірку градуювальної характеристики робочої термопари. Для цього, використовуючи побудований градуювальний графік робочої термопари , знаходять т.е.р.с., які розвиває термопара при температурах

/4/

де

Результати записують в табл.5 і визначають похибки градуювання термопари, приймаючи за дійсні значення т.е.р.с. термопари, знайдені з ідеального статичного градуювального графіка згідно формули /1/.

Таблиця 5

№ п/п	Температура С	Т.е.р.с. робочої термопари Е, мВ	Дійсні значення т.е.р.с. Ед, мВ	Похибки
				Абсолютна, мВ	Відносна, %	Приведена, %
1.	66	2,703	2,6208	0,082		0,625
2.	132	5,405	5,2416	0,164		1,250
3.	198	8,108	7,8624	0,246		1,875
4.	264	10,811	10,4832	0,328		2,500
5.	330	13,514	13,104	0,410		3,125

Похибки шукають за такими формулами

абсолютна

; /5/

0,082 мВ

5,2416 0,164 мВ

0,246 мВ

0,328 мВ

0,410 мВ

Відносна

; /6/

і приведена

, /7/

0,625

1,250

1,875

2,500

3,125

де граничне значення т.е.р.с. градуювальної характеристики.

3. Калібрування термопари

Для калібрування термопари складають схему згідно рис.3. Калібрування термопари проводять методом звіряння в інтервалі температур 10...300С у водяному чи масляному термостатах, а в інтервалі температур 200...1700С - в електричних горизонтальних трубчастих печах. Нагрівна обмотка із ніхрому забезпечує температуру в печі до 1000С.

Рис.3. Установка для калібрування термопари: 1 - автотрансформатор; 2 - перемикач; 3 - потенціометр; 4 - посудина з чистим танучим льодом; 5 - пробірки; 6 - піч; 7 - робоча термопара; 8 - еталонна термопара; 9 - мідні провідники

При калібруванні термопари методом звіряння забезпечують рівність температур робочих кінців робочої і еталонної термопар.

При калібруванні виконують умови:

а) робочі кінці термопар повинні знаходитися в хорошому тепловому контакті між собою;

б) робочі кінці термопар повинні знаходитися приблизно на місці розташування максимуму температури печі;

в) пучок термопар повинен бути центрований по вісі печі;

г) після встановлення термопар в піч отвори останньої повинні щільно закриватися перепаленим азбестом.

При калібруванні термопар із неблагородних металів для забезпечення доброго теплового контакту робочих кінців застосовують металічний блок з декількома висвердленими в ньому отворами.

До температур 500С використовують блок із червоної міді, а вище - із нікелю. Блок розміщують в зоні рівномірного температурного поля.

Під час калібрування методом звіряння вільні кінці термопар повинні підтримуватися при постійній температурі, рівній 0С. Для цієї мети до кінців термоелектродів термопар підключають мідні з'єднувальні провідники при допомозі пайки чи скрутки. Місце з'єднань розміщують в скляних пробірках і опускають на глибину 80...100 мм в однорідну суміш подрібненого льоду і води. Для кращого теплообміну в склянку пробірки заливається трансформаторне масло чи легкоплавкий сплав.

При досягненні в печі необхідної температури величину струму в колі нагрівника регулюють автотрансформатором так, щоб швидкість зміни температури в печі не перевищувала 0,2...0,4С за 1 хв. Після цього вимірюють по черзі т.е.р.с. еталонної та робочої термопари, підключаючи їх за допомогою перемикача до потенціометра постійного струму. Роблять чотири вимірювання в приблизних точках

/8/

3,276 мВ

6,552 мВ

9,828 мВ

13,104 мВ

де а = 13,104 відповідає температурі (табл.1). Відповідно для кожного за градуювальною характеристикою, побудованою в п.2, визначають для робочої термопари температуру .

Т.е.р.с. еталонної термопари, виміряної потенціометром, умовно приймають рівною

/9/

3,2763,301 мВ

6,602 мВ

9,903 мВ

13,204 мВ

де для еталонної термопари, відповідають температурі , виписують із табл.1, а

3,276 мВ

6,552 мВ

9,828 мВ

13,104 мВ

Для знаходження дійсної температури , що відповідає т.е.р.с. , будують градуювальну характеристику хромель-алюмелєвої термопари. Вихідні дані для побудови такої характеристики беруть із табл.6. Після цього визначають абсолютну, відносну і приведену похибки за формулами /5/, /6/, /7/ і результати розрахунків заносять в табл.7.

Визначають клас точності робочої термопари. Для цього серед знайдених , , , (табл.7) знаходять і визначають максимальну приведену похибку за формулою

. /10/

0,8

Рис.3. Градуювальна характеристика ТХА

Номінальна статична характеристика перетворення ПП

Таблиця 6

Температура робочого кінця ,С	50	100	150	200	250	300	350	400	450	500
Т.е.р.с. Е, мВ	2,0475	4,095	6,1425	8,19	10,238	12,285	14,333	16,38	18,428	20,475

Таблиця 7

№ п/п	Покази термопар	Похибки
	еталонної	робочої	Абсолютна, , С	Відносна, ,	Приведена, ,
	Еіз, мВ	іД, С	Еі, мВ	і, С
1.	3,301	81	3,276	80	0,6	0,763	0,191
2.	6,602	161	6,552	160	1,2	0,763	0,382
3.	9,903	242	9,828	240	1,8	0,763	0,572
4.	13,204	322	13,104	320	2,4	0,763	0,763

Маючи , клас точності вибирають із ряду

де n може приймати значення 1; 0; -1; -2;…

Число 0,8 представляють як 0,8·100 , щоб воно попало в діапазон чисел ряду класу точності. Тоді згідно з цим рядом , при n=0. Оскільки 0,8< 1 то клас точності Кл=1·100 =1 %.

4. Вплив параметрів на вихідний сигнал

4.1 Вплив теплопровідності

Значні похибки виникають в термометрах, які поміщені в металевий чохол чи гільзу, що часто буває у термопар.

Необхідно врахувати виникаючу тут похибку. В більшості випадків термопара (вимірювач температури) знаходиться на границі двох середовищ з різними температурними полями, тому сам термометр і його елементи є каналом теплообміну. Складний динамічний характер теплової взаємодії елементів термопари, гільзи і середовища визначають величину похибки , зумовлену впливом теплопровідності. Величина цієї похибки залежить від таких параметрів:

істинної температури середовища;

==160 - температури в кінці гільзи (покази термометра);

=160-50=110 - зовнішньої температури гільзи;

довжини гільзи, м;

коефіцієнта тепловіддачі від середовища до гільзи, і =0,00010207 площі поперечного перерізу гільзи, м2,

де зовнішній діаметр гільзи, м, товщини стінки гільзи, м; =0,043982 коефіцієнта теплопровідності матеріалу гільзи, . Числові значення цих параметрів наведені в табл.8. Позначивши =23,0531 одержимо формулу для визначення істинної температури середовища

= 169,3403 /12/

Гіперболічний косинус для х 3 обчислюють за формулою

=6,353123

Отже, систематична похибка результату вимірювань температури за рахунок впливу теплопровідності

=-9,340343 С /13/

4.2 Вплив теплового випромінювання

Термопара з чохлом вмонтована в трубопровід. При вимірюваннях в газових середовищах біля термопари з чохлом знаходяться поверхні стальної труби, температура якої помітно відрізняється від температури самої термопари. В цьому випадку між цими поверхнями і термопарою проходить променевий теплообмін, що описується законом Стефана-Больцмана. Систематична похибка вимірювання від теплового випромінювання

=14,97752 С /14/

В формулі /14/ введені такі параметри:

=4,06

константа теплового випромінювання для чохла термопари із окисленої сталі;

433,15 °К;

383,15 °К;

=110

Коефіцієнти і вибирають із табл.8. і п.4.2.

4.3 Вплив положення

Покази термопар безпосередньо залежать від теплопередачі середовища до термопари. Показані на рис.4 різні варіанти розміщення термопар дозволяють зробити висновки, загальні для всіх вимірювачів температури. Термопара 1 встановлена неправильно, її покази залежать від температури нерухомої рідини, а не середовища, що рухається в трубопроводі. Термопара 2 у випадку перегрітої пари і гарячих рідин дозволяє наближено вимірювати температуру без занурення в середовище. Цей спосіб є придатним при високих тисках. Термопара 3 встановлена в гільзі, заповнена рідиною, що кипить при вимірюваній температурі, вона дає занижені покази. Встановлення термопари 4 на ущільненні правильне і рекомендоване при високих тисках. Термопара 5 може працювати тільки в середовищі при майже атмосферному тиску. Термопара 6 має розсіювання тепла (масивна гільза), і резервуар його обтікається потоком з меншою швидкістю.

Обтікання термопар 7 і 8 не забезпечує доброї теплопередачі із-за наявності аеродинамічної “тіні” за гільзами. До того ж термопара 7 має дуже масивну гільзу. Термопара 10 встановлена зовні ізоляції на масивному штуцері, що розсіює багато тепла. Тільки термопара 9 розміщена чутливим кінцем назустріч потоку при достатній глибині занурення. Систематичні похибки вимірювання температури термопарами залежно від положення їх в трубопроводі вказані в табл.10.

Рис.4

Таблиця 10

Остання цифра суми двох останніх цифр шифру	Положення термопари	Похибка С3 , С	v, м/с	r, Ом	Е(3,0), мВ	Rм, Ом	R3, Ом	4, С
0	4	- 3	100	1,1	0,1	100	0,6	45

4.4 Вплив швидкості потоку

При зміні температури газу, що рухається з великою швидкістю, виникає методична похибка із-за сповільнення потоку газу термочутливим елементом. При цьому кінетична енергія газу переходить в теплову, і в зоні гарячого спаю термопари температура змінюється на величину

=4,977601С /15/

де швидкість потоку газу після сповільнення, м/с, вибирається з табл.10;

теплоємність газу при постійному тиску, , що визначається за формулою

=1004,5 /15/

показник адіабати (для повітря ); газова стала, (для повітря ).

4.5 Вплив опору зовнішнього кола

В якості засобів вимірювальної техніки, що працюють в комплекті з термопарою, використовуються мілівольтметри магнітоелектричної системи, потенціометри (наприклад, ПП-63) або нормуючі перетворювачі.

В любому такому комплекті виникають додаткові похибки, джерелами яких є: неправильний підбір опору зовнішнього кола, зміна температури середовища, дія зовнішніх магнітних полів.

Як відомо, покази мілівольтметра визначаються струмом, що проходить через його рамку. Величина цього струму визначається за формулою

= 0,130258 A /19/

де опір термопари; опір з'єднувальних провідників; опір мілівольтметра.

Опір термопари змінюється в залежності від зношування і нагріву термопари. Опір з'єднувальних провідників залежить від температури приміщення. Опір також залежить від температури оточуючого середовища.

Для зменшення впливу зовнішнього опору на результати вимірювання опір мілівольтметра роблять набагато більшим . Крім того, опір з'єднувальних провідників підганяють до певного значення при градуюванні шкали мілівольтметра. Тоді похибку вимірювання можна обчислити за формулою

= 8,67328 С /20/

Похибка від'ємна. В даній формулі =160 відлік по мілівольтметру, С; = 1,54·0,11= 0,1694 опір термопари при +20С для електродів діаметром 0,5 мм;

=1,54·1,384·0,11=0,23445 опір термопари при температурі ; коефіцієнт, що виписується із табл.11; довжина термопари, м (із табл.8). Значення взяти для свого варіанту із табл.8 і 10.

Значення коефіцієнту =1,384 для термопар

Таблиця 11

Температура С	k
100	1.24
160	1.384

4.6 Вплив опору мілівольтметра

Зміна температури мілівольтметра призводить, в основному, до зміни трьох параметрів приладу: напруженості магнітного поля, пружності протидіючих пружинок і опору рамки. Зміна перших двох величин не впливає на покази приладу, так як температурні коефіцієнти магнітної індукції і модуля пружності майже однакові, мають протилежні знаки і компенсують один одного. Залишається похибка за рахунок зміни опору рамки, що призводить до появи відносної похибки показів мілівольтметра. В даному випадку знижується загальний температурний коефіцієнт мілівольтметра

де температурний коефіцієнт опору рамки приладу, рівний для міді і алюмінію ; опір рамки приладу і додатковий опір, включений послідовно з рамкою, відповідно.

Відносна похибка показів мілівольтметра при відхиленні його температури від градуювальної може бути визначена за формулою

=-3,72763 /21/

де опір мілівольтметра в умовах градуювання, Ом (із табл.10); опір зовнішнього кола (із табл.10);

=103,75 опір мілівольтметра в умовах експлуатації, Ом; температурний коефіцієнт опору; температура при якій експлуатується прилад (із табл.10).

Абсолютна систематична похибка за рахунок впливу опору мілівольтметра

=-5,96421С

5.Обробка результатів вимірювань

5.1 Послідовність обчислень при обробці результатів вимірювань

В одній із реперних точок (основних точок температурної шкали згідно технологічного процесу) діапазону вимірювань температур =160 за допомогою ряду окремих спостережень, виконаних з однаковою точністю і в однакових умовах одним і тим же спостерігачем отримують ряд послідовних (рівноточних) вимірювань з наступними числовими даними: , що повторюються . Результати умовно отриманих експериментальних даних записані для кожного варіанту в таблицях 12 і 13.

6,085,12

4,162,24

1,28 0,64

-0,32 -0,96

-2,56 -4,8

-9,6

166,08

164,16

161,28 160,64 159,68 159,04

157,44 155,2

150,4

Згідно табл.13 за цифрою 2 знаходять . Це означає, що значення температури при багаторазових вимірюваннях повторилося один раз. Аналогічно необхідно визначити наступні значення і записати їх в зростаючому порядку.

Відхилення температури Таблиця 12

Остання цифра шифру
6	1,9	1,6	1,3	0,7	0,4	0,2	-0,1	-0,3	-0,8	-1,5	-3,0

Числа в табл.12 записані як кратні .

Таблиця 13

Передостання цифра шифру	n1	n2	n3	n4	n5	n6	n7	n8	n9	n10	n11		Р
4	2	2	6	10	17	30	16	10	3	3	1	0,100	0,99

Статистична обробка результатів вимірювань виконується в такій послідовності:

- виключають (або зменшують) систематичні складові похибки із результатів спостережень;

- перевіряють графоаналітичним способом відповідність експериментального закону розділу теоретичному (нормальному). У випадку, якщо ця частина генеральної сукупності розподілена за нормальним законом, обробку продовжують;

- обчислюють найбільш імовірне значення шуканої величини;

- обчислюють середньоквадратичне відхилення результату спостереження;

- при підозрі анормальності деякого результату спостереження , що значно відрізняється від останніх у варіаційному ряді, обчислюють показник анормальності для цього результату і співставляють його з табличною величиною для даного об'єму спостережень. Якщо підозри підтверджуються, цей результат спостереження повинен бути із ряду виключений, а значення і обчислені заново (для цього ряду, але без );

- обчислюють коефіцієнт варіації для даного ряду;

- обчислюють середньоквадратичне відхилення результату вимірювання ;

- обчислюють гарантійні границі випадкової складової похибки результату вимірювань;

- записують результат вимірювання.

5.2 Виключення систематичних складових похибки із результатів вимірювань

Із розділу 4 виписують всі систематичні складові похибки з відповідними знаками:

.

Дc1	Дc2	Дc3	Дc4	Дc5	Дc6	Дc7	Дc8
-9,34034	14,97752	-3	4,977601	9,227·10-5	-2,442	8,67328	-5,96421

Знаходять їх алгебраїчну суму і визначають поправку за формулою

=10.31 С /23

Поправкою називається значення величини, однорозмірної до виміряної, яке додається до значення, отриманого при вимірюванні, з метою виключення систематичної похибки. Виправлені значення шукають за формулою

. /24/

=176.39

=175.43

164,16=174.47

162,24=172.55

161,28=171.59

160,64=170.95

159,68=169.99

159,04=169.35

157,44=167.75

155,2=165.51

150,4=160.71

Після виправлення отримують ряд з частотами , визначеними з табл.13.

5.3 Графоаналітичний спосіб перевірки відповідності дослідного розподілу нормальному

Цей спосіб передбачає використання імовірносної сітки, на якій за певними правилами будують графік емпіричного розподілу (для аналізованої групи спостережень). По конфігурації цього графіку можна вияснити, чи дослідний розподіл відповідає нормальному закону (ГОСТ 11.008-75)). В даному випадку будують прямолінійний графік для нормального закону розподілу. Для впорядкованого варіаційного ряду складають табл.14.

Таблиця 14

j		n	N	Ф(y)	y
1	160.71	2	2	-0,480	-2,050
2	165.51	2	4	-0,460	-1,750
3	167.75	6	10	-0,401	-1,280
4	169.35	10	20	-0,302	-0,840
5	169.99	17	37	-0,134	-0,330
6	170.95	30	67	0,163	0,410
7	171.59	16	83	0,322	0,920
8	172.55	10	93	0,421	1,410
9	174.47	3	96	0,450	1,640
10	175.43	3	99	0,480	2,050
11	176.39	1	100	0,490	2,330

В графі 3 записують частоти , в графі 4 - наростаючою сумою так звані “накопичені частоти” (сума значень від початку до даного включно). Після чого обчислюють значення інтегралу Лапласа

/25/

де .

Знаючи , з таблиць можна знайти відповідні значення . Для цього може бути використана табл.15. В табл.15 функція складена тільки для додатних значень , для від'ємних необхідно використовувати співвідношення Для кожної пари значень і необхідно відмітити точку в прямокутній координатній системі з рівномірною шкалою (на вісі абсцис, на вісі ординат). З'єднавши точки, отримують графік функції . Якщо цей графік приблизно прямолінійний, то даний варіаційний ряд не протирічить нормальному закону розподілу. Ряд не протирічить закону розподілу, якщо виконуються умови

=62,23176 %; /26/

=53,64807 %, /27/

де =1,45; =2,330;=1,45 і =0,2 визначають з графіка наведеного на рис.5.

Иj,	yj
142,518	-2,050
147,318	-1,750
149,558	-1,280
151,158	-0,840
151,798	-0,330
152,758	0,410
153,398	0,920
154,358	1,410
156,278	1,640
157,238	2,050
158,198	2,330

Рис.5. Графік функції y=ц(И)

Залежність від значення інтегралу Лапласа

Таблиця 15

	y		y		y		y
0,01 0,02 0,03 0,04 0,05	0,025 0,050 0,075 0,10 0,13	0,16 0,17 0,18 0,19 0,20	0,41 0,44 0,47 0,50 0,52	0,31 0,32 0,33 0,34 0,35	0,88 0,92 0,95 0,99 1,04	0,460 0,465 0,470 0,475 0,480	1,75 1,81 1,88 1,96 2,05
0,06 0,07 0,08 0,09 0,10	0,15 0,18 0,20 0,23 0,25	0,21 0,22 0,23 0,24 0,25	0,55 0,58 0,61 0,64 0,67	0,36 0,37 0,38 0,39 0,40	1,08 1,13 1,18 1,23 1,28	0,485 0,490 0,492 0,494 0,495	2,17 2,33 2,41 2,51 2,58
0,11 0,12 0,13 0,14 0,15	0,28 0,31 0,33 0,36 0,39	0,26 0,27 0,28 0,29 0,30	0,71 0,74 0,77 0,81 0,84	0,41 0,42 0,43 0,44 0,45	1,34 1,41 1,48 1,55 1,64	0,496 0,497 0,498 0,499 04999	2,65 2,75 2,88 3,10 4,00

5.4 Обчислення найбільш імовірного значення результату вимірювань

Найбільш імовірним значенням шуканого результату є середнє арифметичне варіаційного ряду

= 170.67

де , частота результату спостережень .

5.5 Обчислення середньоквадратичного відхилення (СКВ) результату спостережень

Статистичне СКВ результату спостережень при обчислюють за формулою

=2,28

5.6 Визначення коефіцієнта варіації

Після того як із варіаційного ряду спостережень будуть вилучені анормальні результати, повторно обчислюють за формулами і , маючи на увазі, що і змінилися , де кількість анормальних результатів. Визначають коефіцієнт варіації, що являє собою відносну величину статистичного СКВ результату спостережень, %

.

5.7 Обчислення середньоквадратичного відхилення (СКВ) результату вимірювань

Статистичне СКВ результату вимірювань згідно ГОСТ 11.004-74 оцінюється за формулою

=0,25 /32/

У формулі /32/ величина характеризує точність як оцінки математичного очікування випадкової величини .

5.8 Обчислення гарантійної границі випадкової складової похибки результату вимірювань

Гарантійна границя (інтервал) випадкової складової похибки результату вимірювань в більшості випадків розміщена симетрично відносно величини . Значення гарантійної границі обчислюють за формулою

=0,798019, /33/

де коефіцієнт довіри, що залежить від прийнятої імовірності (для свого варіанту вибрати із табл.13) і числа ступенів вільності яке рівне Значення приведені в табл.17.

Значення коефіцієнта Стюдента Таблиця 17

Число ступенів вільності k=n-1	Значення при , що рівне
	0,2	0,4	0,6	0,8	0,9	0,95	0,98	0,99	0,999
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
10	0,26	0,54	0,88	1,4	1,8	2,2	2,8	3,2	4,6

5.9 Запис результату вимірювань

Результат вимірювань записують згідно ГОСТ 8.011-72 у вигляді

=170.670,798019 /34/

P=0,99

де гарантійна імовірність (для свого варіанту із табл.13).

Висновок

Під час виконання курсової роботи були проведені дослідження перетворювача термоелектричної пірометрії - термопари.

Під час виконання завдання 1 побудували статичну градуювальну характеристику для градуювання і калібрування робочої термопари.

Під час виконання завдання 2 виконали градуювання термопари, визначили температури при яких відбувається градуювання, експериментальні дані п'яти вимірювань умовно замінили розрахунковими даними які визначили за формулою з побудованого графіка (рис.1) визначили т.е.р.с. для температур , за визначеними даними побудували градуювальний графік робочої термопари , виконали повірку градуювальної характеристики, визначили похибки градуювання термопари, а саме абсолютну, відносну, приведену

Під час виконання завдання 3 за складеною схемою виконали калібрування термопари. Визначили т.е.р.с. еталонної та робочої термопари. Для кожного за градуювальною характеристикою, побудованою в п.2, визначили для робочої термопари температуру . Для знаходження дійсної температури , що відповідає т.е.р.с. , побудували градуювальну характеристику хромель-алюмелєвої термопари. Визначали клас точності робочої термопари.

Під час виконання завдання 4 проаналізували вплив систематичних складових похибок на результати вимірювань. Дослідили похибку відліку по шкалі, вплив теплового випромінювання, вплив положення, вплив швидкості потоку, вплив електричної ізоляції електродів, вплив температури холодного спаю, вплив опору зовнішнього кола, вплив опору мілівольтметра

Під час виконання завдання 5 провели обробку результатів вимірювання, виключили систематичну складову похибку із результатів вимірювань, застосували графоаналітичний спосіб перевірки відповідності розподілу нормальному, обчислили найбільш ймовірні значення результату вимірювань, середньоквадратичне відхилення результату спостереження, визначили коефіцієнт варіації, обчислили гарантійну границю випадкової складової похибки результату вимірювань, записали результати вимірювання.

Завдяки курсовій роботі були повторенні та закріплені знання які отримали під час вивчення теоретичного курсу

Література

1. Головко Д.Б. Основи метрології та вимірювань / Д.Б. Головко, К.Г. Рего, Ю.О. Скрипник. - К.: Либідь, 2001. - 248 с.

2. Поліщук Є.С. Метрологія та вимірювальна техніка (за ред. Є. Поліщука). / Є.С. Поліщук, М.М. Дорожовець, В.О. Яцук та ін. - Львів: Бескид БІТ, 2003. - 544с.

3. Древецький В. В. Спеціальні вимірювання і прилади : навч. посіб. / В. В. Древецький, С. В. Стець. - Рівне : НУВГП, 2012. - 288 с.

4. Кованько В. В. Загальнотехнічні вимірювання і прилади : навч. посіб. / В. В. Кованько, В. В. Древецький, А. О. Христюк. - Рівне : НУВГП, 2013. - 189 с. - Режим доступу: http://ep3.nuwm.edu.ua/2397/

5. Марчук В.І. Основи метрології та електричні вимірювання: теорія і практикум. Навчальний посібник / В.І. Марчук, В.Є. Караченцев. - Луцьк: Луцький національний технічний університет, 2013. - 621 с.

6. Рішан О.Й. Метрологія, технологічні вимірювання та прилади / Курс лекцій для студентів спеціальностей: "Автоматизоване управління технологічними процесами" та "Комп'ютерно-інтегровані технологічні процеси і виробництва" ден. та заочн. форм навчання - К.: НУХТ, 2007 162 с.

7. Метрологія. Терміни та визначення: ДСТУ 2681-94. - К.: Держстандарт України, 1994. - 50 с.

8. Метрологічне забезпечення. Основні положення: ДСТУ 2682-94. - К.: Держстандарт України, 1998.

9. Метрологічна атестація засобів вимірювальної техніки. Організація та порядок проведення: ДСТУ 3215-95. - К.: Держстандарт України, 1998.

Размещено на Allbest.ru